CN103911170B - 一种城市生活垃圾高温裂解生产rdf6的方法 - Google Patents

一种城市生活垃圾高温裂解生产rdf6的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法，包括初级破碎、灭菌干燥、裂解前处理和高温裂解过程，分别将垃圾中的可燃重质物和轻质物筛分处理之后，1200度的条件下高温裂解生产RDF6；本发明的方法，对早先的方法进行了完善和优化，一些副毒产物都能得到妥善处理、所有气体和RDF3的燃料颗粒，在整个过程中均达到国家标准和国际最严格的标准，可以称得上目前垃圾处理RDF6燃油的最高标准，且整套系统是全封闭式生产，达至工厂无需任何向外排放的目的。

Description

一种城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法
技术领域
本发明涉及城市生活垃圾处理的方法，更加详细地涉及高温裂解城市生活垃圾生产RDF6的方法。
背景技术
由于近年来垃圾和污泥的资源化越来越受到重视，垃圾和污泥本身都带有一定热值，可以将其燃烧释放的热能进行回收利用。国内外研究重点为资源化利用，即成型一种固体燃料，实现固体废物的资源化处理。归根结底为垃圾和污泥的焚烧处理。
RDF是垃圾衍生燃料的简称，具有热值高、燃烧稳定、易于运输、易于储存、二次污染低和二恶英类物质排放量低等特点，广泛应用于干燥工程、水泥制造、供热工程和发电工程等领域。垃圾衍生燃料(RDF)的诞生，无疑为垃圾能源化带来了生仓，成为垃圾利用领域新的生长点。美国检查及材料协会(ASTM)按城市生活垃圾衍生燃料的加工程度、形状、用途等将RDF分成7类。其中RDF6-7为深加工后得到高等级气、液燃料产品。
本申请人曾于2011年申请的公开号为102389887A的“一种城市生活垃圾高温处理、超高温等离子气化方法”专利是RDF7(将城市生活垃圾加工成的气体燃料)为产物的方法，所用的方法是高温裂解和等离子气化处理，因为采用本法其中间产物及一些间歇废弃过程较为复杂，比如破碎过程中的渗流液腐蚀性、毒性都较强，方法中并没有完善完整的处理仓制、同时对其中的轻质重质垃圾并未分离处理，也没有配套使用的设备；国内目前这些RDF生产制造只停留在RDF1-3初级产品上，所以并未有高级深加工的生产方法。
发明内容
针对以上技术中的问题，为解决生活垃圾污染，并且回收利用垃圾中的有用资源，改善现有方法的不足，本发明提出一种城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法，包括如下步骤，
(1)初级破碎：将原垃圾混合物用破碎设备进行初级破碎成较小的碎块；并且在初级破碎过程中，喷洒生物质微生物菌种；
(2)灭菌干燥：初级垃圾破碎物进行高温蒸汽灭菌灭菌，再进行干燥至含水率不超过20％；
(3)裂解前处理：将步骤(2)中得到的灭菌干燥初级破碎物，进行风选二次破碎；
①风选，分离出轻质物和重质物；
②风选之后重质物的处理：
A首先用磁选的方法，分离除去金属物质；
B按照RDF3规格标准进行至95％粉碎5cm方形细粒度的规格；
C筛选出可燃物；
(4)高温裂解：将步骤(3)中得到的轻质物和可燃重质物的裂解前处理物在高温裂解炉中1200度的温度下进行高温裂解，得到液体燃油产物。
所述高温蒸汽灭菌的温度为280度。
将步骤(4)高温裂解的液体燃油产物通过除硫和净化除杂后，提纯至或接近于零号柴油的透明状液体。
将步骤(1)初级破碎中产生的渗流液活性炭过滤两次。
将步骤(4)高温裂解的同时产生的燃气，用负压抽离出，再经等离子仓处理至含氢28％，氮37％，一氧化碳25％，二氧化碳8％，进一步冷却、除掉粉尘和水汽至燃气产品。
将步骤(4)高温裂解的同时产生的炭黑，把炭黑加工成活性炭。
将步骤(4)高温裂解的同时产生的炭黑，将生物菌其中的固氮菌，钾菌，磷菌和根球瘤菌，在炭黑基础上和利用腐植质中生产生物质菌肥。
所述高温裂解炉是横式电热元件高温裂解炉、竖式电热元件高温裂解炉或感应电炉(高频或中频)高温裂解炉。
所述高温裂解的液体燃油产物通过脱硫剂铝酸钡除硫。
本发明的方法与设备，做到了再循环利用的目标和作用，对早先的方法进行了完善和优化，一些副毒产物都能得到妥善处理、不填埋，不产生二次污染，此生活垃圾的处理是把废物变成再生能源的最佳方法，所有气体和RDF3的燃料颗粒，在整个生产过程中均达到国家标准和国际最严格的标准，包括二氧化碳，二氧化硫，二恶英，氯化氢，氰化物，一氧化碳均在此过程中，利用专利中所述的高温裂解方法处理干净。在降温后的可燃气体合成为28％的氢气和37％的氮气，少量的氧气和二氧化碳，可以称得上是目前垃圾处理RDF6燃油的最高标准，除了燃气发电的尾气排放之外，并不需要额外的向外排放气体，整套系统将严密地把生活垃圾的处理从一个管道到另一管道都是全封闭式生产，达至工厂无需任何向外排放的目的，工厂无需烟囱。
附图说明
图1为本发明城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示图1为本发明城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法的示意图，本发明的城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法包括如下步骤：
1、初级破碎：首先将原垃圾混合物用破碎设备进行初级破碎，主要是将其中的大块物体破碎成较小的碎块。
在初级破碎的过程当中，会产生一些释放气体，同时会有垃圾渗流液渗流出来，这些释放气体和垃圾渗流液的组分相当复杂，且毒性、腐蚀性等理化性能均较强。为了防止排出污染和设备腐蚀，必须在此初级破碎的过程当中，要对渗流液进行三段分级处理：第一段在整个垃圾破碎过程中集中喷洒生物质微生物菌种，一可灭臭，二可在短时间内生物质微生物能把腐败蛋白质吃掉，净化空气，还能使渗流液水质变清；这些生物质菌种一般采用应用比较广泛的的MSW处理的混合菌种，主要包括好氧的真菌、放线菌和克雷伯氏菌等，以及厌氧的水解细菌、产甲烷和产氢产乙酸菌，可以将垃圾中的垃圾蛋白、绝大多数的有机物分解成小分子的无机物；第二段对渗流液进行活性炭过滤，选定设计标准的水量过滤，同时活性炭定期更换；第三段对渗流液再次过滤活性炭使其COD，BOD和其它排放物均能达标至清水标准后排出或使用。
2、灭菌干燥：初级垃圾破碎物利用280度高温蒸汽进行高温灭菌，在完成高温灭菌后输送到干燥炉中进行干燥，使垃圾的含水率整体不超过20％的状态。此过程排放的空气将统一处理，利用负压抽空至屯放垃圾的场地，使用同一场地进行生物质微生物的灭臭，实现统一处理，统一标淮，统一排放。
3、裂解前处理：将步骤2中得到的灭菌干燥得到的初级破碎物，进行风选二次破碎。因为在生活垃圾中，常常存在轻质物如棉质，塑料和纸类物，一般是有机物质和可燃烧物质；以及重质物如电池，砖头，陶瓷，石块，玻璃，金属等，小部分可以燃烧，大部分为不可燃物；所以这两种要分开进行处理。
3.1、首先可以根据重质物和轻质物的密度、重量的差异，用风选的方法，可以将轻质物从重质物中吹出，可以直接进入裂解。
3.2、重质物的处理：
A、上述3.1步骤中的风选之后的不含轻质物的重质物，首先用磁选的方法，分离除去金属物质。因为金属在磁场中通过电子电磁运动会获得磁性，再用磁极吸引便能分离，达到分离的效果。
B、除去金属的重质物进行二级破碎：二级破碎处理按照RDF3规格标准进行至95％粉碎5cm方形细粒度的规格。
C、筛选可燃物：上述二级破碎物，含有玻璃、陶瓷等不可燃物和以及重木质物等可燃物，将可燃物单独筛分出来进入裂解。
4、高温裂解：在高温裂解炉中把已分选好的步骤3中得到的裂解前处理物进行高温裂解。当然可以从上看出，这些裂解前处理物都是可燃物，如塑料，废旧轮胎、有仓物质和木质等等。此过程在1200度的高温下裂解，完成后可产出炭黑，燃油和燃气。高温裂解炉可以是横式电热元件高温裂解炉、竖式电热元件高温裂解炉或感应电炉(高频或中频)高温裂解炉皆可。
高温裂解出的燃油，先进行脱硫处理，可以采用常规的方法。本发明采用浓度为85％的铝酸钡作为脱硫剂，在75度的温度下脱硫20分钟。再清除杂质之后，进行提纯工艺，把高温裂解出的燃油提纯达至或接近于零号柴油的透明状液体，可供直接燃烧或供柴油发电仓使用，其燃烧热值达到9000大卡，这是环保的，干净的可燃性高的再生能源。
裂解出的燃气，用负压抽离出，再经等离子仓处理。从等离子仓输送过来的燃气，其含氢28％，氮37％，一氧化碳25％，二氧化碳8％，经过热交换器，把高达1200度的燃气在热交换中置换出的热空气回收到的高温灭菌中循环使用，燃气则在冷却过程中除掉粉尘和水汽，利用水汽分离后的纯正环保燃气主要是以氢气为主达28％以上的干净新能源，导引至燃气发电仓组，利用2300KW的发电仓，除了内部损耗外，可以发出2000KW一组的发电的电源。
在整个高温裂解过程中，除燃油、和燃气生产之外，还产出大量的炭黑，因此在大量的炭黑基础上，我们可以把炭黑加工成活性炭，这是工业和除臭污水洁净的重要原料，同时可以把生物菌其中的固氮菌，钾菌，磷菌和根球瘤菌，在炭黑基础上和利用腐植质中生产出农业上最好而不板结土壤的有仓生物质菌肥。
本发明的方法，做到了再循环利用的目标和作用，对早先的方法进行了完善和优化，一些副毒产物都能得到妥善处理、不填埋，不产生二次污染，此生活垃圾的处理是把废物变成再生能源的最佳方法，所有气体和RDF3的燃料颗粒，在整个生产过程中均达到国家标准和国际最严格的标准，包括二氧化碳，二氧化硫，二恶英，氯化氢，氰化物，一氧化碳均在此过程中，利用专利中所述的裂解方法处理干净。在降温后的可燃气体合成为28％的氢气和37％的氮气，少量的氧气和二氧化碳，可以称得上是目前垃圾处理RDF6燃油的最高标准，除了燃气发电的尾气排放之外，并不需要额外的向外排放气体，整套系统将严密地把生活垃圾的处理从一个管道到另一管道都是全封闭式生产，达至工厂无需任何向外排放的目的，工厂无需烟囱。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法，其特征在于：包括如下步骤，
(1)初级破碎：将原垃圾混合物用破碎设备进行初级破碎成较小的碎块；并且在初级破碎过程中，喷洒生物质微生物菌种；
所述生物质微生物菌种包括放线菌和克雷伯氏菌、好氧的真菌，以及厌氧的水解细菌、产甲烷和产氢产乙酸菌；
(2)灭菌干燥：初级垃圾破碎物进行高温蒸汽灭菌，再进行干燥至含水率不超过20％；所述高温蒸汽灭菌的温度为280度；
(3)裂解前处理：将步骤(2)中得到的灭菌干燥初级破碎物，进行风选二次破碎；
①风选，分离出轻质物和重质物；
②风选之后重质物的处理：
A首先用磁选的方法，分离除去金属物质；
B按照RDF3规格标准进行粉碎，至95％以上的颗粒粒径小于5cm方形细粒度的规格；
C筛选出可燃物；
(4)高温裂解：将步骤(3)中得到的轻质物和可燃重质物的裂解前处理物在高温裂解炉中1200度的温度下进行高温裂解，得到液体燃油产物；
将步骤(4)高温裂解的液体燃油产物通过除硫和净化除杂后，提纯至或接近于零号柴油的透明状液体。
2.如权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法，其特征在于：将步骤(1)初级破碎中产生的渗流液活性炭过滤两次。
3.如权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法，其特征在于：将步骤(4)高温裂解的同时产生的燃气，用负压抽离出，再经等离子仓处理至含氢28％，氮37％，一氧化碳25％,二氧化碳8％,进一步冷却、除掉粉尘和水汽至燃气产品。
4.如权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法，其特征在于：将步骤(4)高温裂解的同时产生的炭黑，把炭黑加工成活性炭。
5.如权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法，其特征在于：所述高温裂解炉是横式电热元件高温裂解炉、竖式电热元件高温裂解炉或高频感应电炉、中频感应电炉。
6.如权利要求5所述的一种城市生活垃圾高温裂解生产RDF6的方法，其特征在于：所述高温裂解的液体燃油产物通过脱硫剂铝酸钡除硫。
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